Aplicaciones de Soportes de Cromatografía de Afinidad en Metalómica

Abstract

Los metales y metaloides se encuentran en la naturaleza en diferentes estados de oxidación, como compuestos inorgánicos, asociados a materia orgánica. Debido a diferentes propiedades fisicoquímicas de estas formas y especies, su determinación tiene relevancia ambiental y biológica. En este sentido, el objetivo de la reciente área de investigación denominada metalómica, es caracterizar de la manera más completa posible la cantidad y el comportamiento de la totalidad de metales/metaloides en un sistema dado. En estos estudios, se enlaza la información sobre distribución y especiación analítica de los elementos con el impacto que ejercen en los organismos vivos, estableciendo de esta manera los mecanismos de acción específica [1-3]. En cuanto a las herramientas utilizadas en metalómica, se deben mencionar diferentes tipos de técnicas de separación y técnicas de espectrometría de masas atómica y molecular recurriendo a menudo a las técnicas hibridas con el fin de obtener de manera prácticamente simultánea la cuantificación de los elementos de interés y la caracterización molecular de sus especies o biomoléculas con las que forman diferentes tipos de unión [4]. Hoy en día, la contaminación de sistemas acuáticos con metales/metaloides es un problema ambiental a nivel mundial. Debido a su carácter persistente, la remoción de estos contaminantes de las aguas residuales y también naturales es un tema actual. Con el avance en el conocimiento sobre los riesgos toxicológicos y en el área de metalómica, los organismos gubernamentales en diferentes países establecen cada vez más bajas concentraciones como máximos niveles permisibles; tal es el caso de la Norma Oficial Mexicana para agua de consumo humano (NOM-127-SSA1-1994) que inicialmente consideró 50 μg/L como valor límite para As, posteriormente este valor fue modificado gradualmente hasta llegar a 25 μg/L en el año 2005; mientras que en el proyecto de la nueva NOM (PROY-NOM-SSA1-250-2007) se propone el máximo nivel permisible para As de 10 μg/L. Asimismo, se reconoce la importancia de las formas fisicoquímicas del contaminante elemental, recomendando distinguir entre As inorgánico y orgánico, cromo tri- y hexavalente, mercurio inorgánico y metilmercurio, etc. En búsqueda de la información sobre el impacto potencial de todos contaminantes presentes en el sistema, se han desarrollado los procedimientos del análisis dirigido al efecto (EDA, por sus siglas en inglés). Como dice su nombre, en lugar de llevar a cabo el análisis sistemático y cuantitativo de todas especies presentes en el sistema estudiado, el objetivo de EDA es encontrar los contaminantes de mayor toxicidad y evaluar sus efectos en los organismos vivos. En el presente trabajo de tesis se desarrolló un nuevo procedimiento analítico que permite captar los metales/metaloides presentes en sistemas acuáticos de manera selectiva, aprovechando su afinidad al grupo tiol inmovilizado en un soporte sólido. Puesto que el primer blanco de los llamados elementos tóxicos en los organismos vivos son precisamente los grupos sulfhídrilo (en glutatión y en proteínas), el procedimiento propuesto podría ser empleado para elaborar los sensores pasivos de toxicidad “efectiva” de metales/metaloides en un sistema acuático dado. La selección de elementos y especies toxicas se realizó en función de la problemática medioambiental actual. En una primera etapa del trabajo se activaron soportes de Sepharose 6B, y perlas de silice (Si-OH) con bromociano (BrCN) para enlazar al glutatión (GSH), así mismo se logró unir el grupo amino (NH2) del GSH al hidroxilo superficial ionizado (-O- ↔-OH) de las perlas, mediante un tratamiento previo con NaOH. El grupo tiol (-SH) libre del GSH inmovilizado sirvió para captar iones metálicos en medio acuoso de acuerdo a su afinidad a ese grupo. En una segunda etapa se estudió la captación de elementos a partir de su mezcla y en presencia de la matriz orgánica (ácidos húmicos) sobre estos soportes cromatográficos, para examinar la factibilidad de su uso en evaluación de la toxicidad “efectiva” de los metales presentes en ecosistemas acuáticos.